[發(fā)明專利]一種棱鏡式環(huán)形激光器光路共面度檢測系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310689100.5
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103712779A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉健寧;鐘聰;屈波
• 申請（專利權(quán)）人: 西安北方捷瑞光電科技有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 西安西交通盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 61217
• 代理人: 黃瑞華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精密裝配技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種棱鏡式環(huán)形激光器光路共面度檢測系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

對于有著高性能穩(wěn)定度要求的相干檢測激光光源——棱鏡式環(huán)形激光器而言，光路共面性直接關(guān)系這種激光器工作時(shí)性能的穩(wěn)定性。這種激光器對諧振腔體以及貼附在諧振腔體對應(yīng)位置的棱鏡角度尺寸精度要求很高，一般腔體或者棱鏡幾十秒的塔差就足以差生影響，由于涉及微觀尺寸的測量，直接測量非常困難。為此，根據(jù)激光干涉原理設(shè)計(jì)一種新的檢測方案，即通過干涉光斑能量的分布情況（干涉條紋的垂直度），間接反映光通過非共面諧振腔時(shí)能量受到的調(diào)制作用，從而反映由四塊棱鏡組成的諧振腔光路的共面度成為目前本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。實(shí)踐證明這種方案檢測靈敏度很高，滿足工程實(shí)際要求。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種棱鏡式環(huán)形激光器光路共面度檢測系統(tǒng)，以解決這種激光器裝配過程中棱鏡以及腔體加工塔差難以檢測，其影響難以消除的技術(shù)問題，從而實(shí)現(xiàn)對這種高工作穩(wěn)定要求的激光器裝配質(zhì)量的有效控制。?

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：?

一種棱鏡式環(huán)形激光器光路共面度檢測系統(tǒng)，包括一固定在基座上的待檢棱鏡式環(huán)形諧振腔，沿待檢棱鏡式環(huán)形諧振腔的一個(gè)角上設(shè)有一與外源穩(wěn)頻激光器出射激光束相對應(yīng)的半反射、半透射鏡a，在另三個(gè)角上設(shè)置有三塊能夠反射出射激光束的全反射棱鏡，在三個(gè)全反射棱鏡的任意一個(gè)外側(cè)加裝有衍射輔助光闌；與半反射、半透射鏡a反射的激光束水平位置設(shè)有一與其布置角度相同的全反射鏡，與全反射棱鏡反射的激光束和全反射鏡反射的激光束垂直相交處設(shè)有一半反射、半透射鏡b；所述半反射、半透射鏡b反射的激光束對應(yīng)設(shè)有?一光功率計(jì)，所述半反射、半透射鏡b透射的激光束對應(yīng)設(shè)有一CCD探測器。?

進(jìn)一步地，所述衍射輔助光闌為一端部呈梯形結(jié)構(gòu)的光楔，衍射輔助光闌鏡面與全反射棱鏡鏡面角度分布一致。?

進(jìn)一步地，所述半反射、半透射鏡a鏡面與出射激光束成傾斜角度設(shè)置，鏡面的傾斜角度為45°。?

進(jìn)一步地，所述全反射鏡鏡面與激光束成傾斜角度設(shè)置，鏡面的傾斜角度為45°。?

進(jìn)一步地，所述半反射、半透射鏡b鏡面與垂直相交的全反射棱鏡反射的激光束和全反射鏡反射激光束成傾斜角度設(shè)置，鏡面的傾斜角度為45°。?

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：?

本套系統(tǒng)可通過棱鏡和腔體的匹配挑選排除棱鏡或腔體的加工誤差，對四棱鏡諧振腔光路的共面度進(jìn)行高精度檢測，實(shí)現(xiàn)對棱鏡式激光器光路結(jié)構(gòu)的匹配、調(diào)整裝配。本套系統(tǒng)利用激光干涉光斑包含激光傳輸過程中將受到光路誤差引起激光相位調(diào)制的原理，利用干涉光斑信息反映待檢光路的共面性信息。并依據(jù)光學(xué)干涉現(xiàn)象產(chǎn)生的條件：參與干涉的兩束光，①同頻率（一個(gè)外源穩(wěn)頻激光器分光而來，能夠滿足）；②光振動(dòng)方向相同（一個(gè)外源穩(wěn)頻激光器分光而來，能夠滿足）；③相位差恒定（光路不變，誤差恒定，能夠滿足），根據(jù)外源激光器穿光、與外源激光器出光進(jìn)行干涉，獲得的干涉光斑圖樣，進(jìn)行光路共面度的檢測。?

為了方便判斷，設(shè)計(jì)了衍射輔助光闌，將衍射尾跡作為檢定干涉光斑是否垂直的標(biāo)準(zhǔn)。在干涉光斑水平方向上獲得長尾跡（衍射光斑），若干涉條紋垂直于衍射尾跡，則表明光路共面度滿足要求，若干涉條紋不垂直于衍射尾跡，發(fā)生傾斜，則表明光路共面度存在問題，更換棱鏡進(jìn)行匹配。?

本發(fā)明干涉檢測分辨力極強(qiáng)，通過干涉光斑能量的分布，可以明確反映光路中存在的各種問題。系統(tǒng)只需一次對光，只要保證各部分位置基本不變，可以方便完成多個(gè)諧振腔和棱鏡共面度的檢測和選配。設(shè)計(jì)了輔助衍射光闌，在?干涉光斑中加入明顯的參照，使檢定工作方便易行。?

本裝配系統(tǒng)已在工程實(shí)際中得到應(yīng)用，測試結(jié)果準(zhǔn)確、有效、直觀，只需稍作改進(jìn)，原理上可適用于各類高精度相干檢測用激光光源的光路精密檢測的要求。該系統(tǒng)對棱鏡式激光器光路的精密檢測以及棱鏡和腔體的選配裝配有重要意義。?

附圖說明

圖1為棱鏡式激光器光路示意圖。?

圖2為本發(fā)明一種棱鏡式環(huán)形激光器光路共面度檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖3（a）、圖3（b）為本發(fā)明設(shè)計(jì)的輔助衍射光闌結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖4（a）、圖4（b）是本發(fā)明檢測結(jié)果示意圖。?

圖中：1-外源穩(wěn)頻激光器；2-半反射、半透射鏡a；3-棱鏡式環(huán)形諧振腔；4-全反射棱鏡；5-衍射輔助光闌；6-全反射鏡；7-半反射、半透射鏡b；8-CCD探測器；9-光功率計(jì)；10-激光束。?

具體實(shí)施方式